红檵木(Loropetalum chinense var. rubrum)在春季新叶初发时，花红叶红，且叶片红艳可人，具有很高的观赏价值。但随着叶龄的增大，叶色发生较大变化，在初夏叶色变为暗红色，到了盛夏高温季节，叶色几乎变成了绿色，出现了生产上称之的“高温返青”现象。叶色的这种变化降低了红檵木的观赏价值，对红檵木的生产和销售也带来了很大影响。因此，探讨红檵木叶色变化的原因，防止红檵木叶色出现返青现象，对提高红檵木的观赏价值和进行新的叶色品种选育具有很大的理论和实践意义。国内对大麦(Barley)(史俊通等，1998)、水稻(Oryza sativa)(舒庆尧等，1996)、雁来红(Amaranthus tricolor)(何奕昆等，1995)、凤仙花(Impatiens bal sa mina)(何奕昆等，1989)等叶色变化的遗传、生理、生化方面作了一些研究，而对于红檵木，仅研究其新品种选育(Vrugtman, 1994)、遗传多样性(Gawel et al., 1996)、分类(李晨东等，2002)、形态特征(唐前瑞，2001)、叶绿体超微结构(唐前瑞，2003a)等，对其叶色变化目前尚未见报道。本研究从叶绿素、类胡萝卜素、花色素苷、苯丙氨酸解氨酶及可溶性糖含量方面对红檵木叶色变化的原因进行了探讨。

1 材料与方法 1.1 材料

以红檵木3个主要类型“红赭”、“紫红”、“紫黑”及檵木(L. chinense)(对照)为试材。在不同叶色时期取样，取样测定时间及代号如表 1。

1.2 方法

1) 质体色素的提取与测定  根据波钦诺克(1981)和朱广廉等(1990)的方法略有改动。取有代表性春梢第2~3片叶数张，洗净擦干；去叶柄及中脉剪碎混匀后，用电子天平称取0.1 g置于研钵中；加入2 mL 80%丙酮和少许CaCO₃研磨成匀浆；用80%丙酮定容至10 mL; 离心，取上清液供测定用。将上述提取液用Beckman公司生产的DUD^®640型紫外可见光分光光度计作丙酮提取液的吸收光谱并测定440、644、662、664 nm处的吸光度值(OD)。用80%丙酮作对照。按下列公式计算叶片中各种质体色素的含量：

式中：C_a为叶绿素a含量(mg·g^-1FW)，C_b为叶绿素b含量(mg·g ^-1FW)，C_a+b为叶绿素a和叶绿素b的总含量(mg·g^-1FW)，C_k为类胡萝卜素含量(mg·g^-1FW)。

2) 花色素苷的提取与测定  根据华东师大生物系(1985)的方法略有改动。用电子天平准确称取1.0 g叶片；剪碎(约2~3 mm)，置于40 mL离心管中；加入10 mL 0.1 mol·L^-1盐酸提取液，盖上离心管盖；32 ℃恒温箱中提取4 h；离心，上清液供测定用。将上清液用Beckman公司生产的DUD^®640型紫外可见光分光光度计作不同提取液的吸收光谱并测定535 nm的吸光度值(OD)，用提取液作对照。以每克鲜质量在10 mL提取液中0.1 OD为1个色素单位，即：A=吸光度/0.1(色素单位)。式中：A为花色素苷相对含量(色素单位)，1个色素单位=0.1 OD₅₃₅·g^-1FW(10mL)^-1(0.1 mol·L^-1盐酸提取液)。

3) 苯丙氨酸解氨酶(PAL)的提取与测定  根据王敬文等(1981)的方法略有改动。称取1 g叶片鲜质量材料；用液氮固定，研成粉末；加5 mL 0.1 mol·L^-1硼酸缓冲液(pH8.8)，内含2 mmol·L^-1巯基乙醇；冰浴上研磨成匀浆；离心20 min，1 000 r·min^-1，4 ℃；上清液用作酶检测。PAL活性检测：反应体系5 mL，内含0.1 mol·L^-1硼的缓冲液(pH8.8)，L-苯丙氨120 μmol·L^-1，酶液1 mL；30 ℃，保温60 min；加0.2 mL 6 mol·L^-1 HCl终止反应；测290 nm OD值。以0.01 OD₂₉₀·g^-1 FW h^-1为一个酶活力单位，计算出PAL活性大小。

4) 叶片中可溶性糖的提取与测定  参照华东师大生物系(1985)的方法。

2 结果与分析 2.1 红檵木叶色变化过程中质体色素含量的变化

红檵木随着叶龄的增长和温度的升高，叶色发生很大变化，其原因是叶片中各种色素含量的变化。不同叶龄质体色素含量测定结果(图 1)表明，叶片中叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素的含量随叶龄的增大而增加，特别是到了5月份以后，各质体色素的含量成倍增加。但不同型红檵木，其增加的幅度不同。6月份与3月份相比较，质体色素总量(C_a+C_b+C_k)“红赭”增加了56.66%，“紫红”增加了39.55%，比对照(73.66%)要高。质体色素含量的增加，有利于光合作用增强，合成更多的碳水化合物满足其生命活动的需要。

2.2 红檵木叶片中花色素苷含量变化与苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性的关系

红檵木叶片中花色素苷在不同叶龄时期的含量如图 2。由图中可以看出，花色素苷含量变化的趋势是，随叶龄的增加和温度升高，花色素苷含量逐渐降低，特别是5、6月份，花色素苷含量大幅度下降。6月份与3月份相比，“紫红”下降了24.45%，“紫黑”下降了21.72%，而“红赭”却下降了76.70%，接近对照(檵木)花色素苷的含量。

红檵木在叶色变化过程中其PAL活性变化如图 2。在3—5月上旬，叶片中PAL活性基本上保持在同一水平；但到了5月下旬—6月份，叶色几乎转绿，PAL活性也大幅度下降。6月份与5月上旬相比，PAL活性“红赭”下降了52.27%，“紫红”下降了26.64%，对照下降了9.06%，但“紫黑”只下降了0.03%。同时，由图 2可以看出，红檵木叶片中花色素苷含量与PAL活性变化呈正相关。

随着叶片中PAL活性的降低，花色素苷的含量也随之减少，在“紫黑”类型中，由于在6月份叶片中PAL活性仍维持在较高水平，叶片中花色素苷的含量也很高，因此其叶色仍为紫黑色，没有明显的返青现象。“红赭”类型其叶片中PAL活性6月份比5月份下降50%以上，叶片中花色素苷含量随之下降了71.15%，使其叶片在6月份出现明显的返青现象。

2.3 红檵木叶片中可溶性糖含量的变化

各种可溶性糖是参与新陈代谢的重要底物。植物在个体发育的各个时期代谢活动也发生相应的变化，碳水化合物代谢也不例外，其含量也随之发生变化。不同叶龄时期红檵木叶片中可溶性糖含量如图 3。从图中可以看出，随着叶色由红逐渐转绿，叶片中可溶性糖含量也逐渐增加。从3月份至5月中旬叶片为红色至浅红色，其含糖量变化不大；但到5月下旬至6月份，叶片几乎转为绿色，叶片中可溶性糖含量，“红赭”增长了68.46%，“紫红”增长了74.59%，“紫黑”增长了49.35%，对照增长了73.41%。从图 3中还可看出叶片中可溶性糖含量的变化趋势与叶片中叶绿素含量的变化趋势相同，随叶片中叶绿素含量的增加，可溶性糖含量也随之增加，说明叶绿素含量增加，光合作用增强。

2.4 红檵木叶片中各色素含量百分比变化

为更好地反映红檵木在不同叶龄时期的叶色与各类色素含量的关系，首先计算出各色素在单位鲜质量叶片中的含量百分数，然后绘成柱形图(图 4)。由于花色素苷的单位(色素单位)与质体色素的单位(mg·g^-1FW)不同，考虑到对照(檵木)叶片中虽含有少量的花色素苷，但对其叶色影响不大，故将花色素苷含量缩小100倍，再计算各类色素在叶片中的含量百分比。在图 4中直观地体现了不同叶龄时期叶片中各色素含量的百分比变化。对照(檵木)花色素苷含量占整个叶片中色素的百分比很小，只1.19%~2. 65%，因此，叶为绿色，表现出叶绿素的颜色。在不同类型红檵木中，花色素苷所占的比例随叶龄增大逐渐减少，从而使叶色发生变化。“紫红”和“紫黑”2个类型尽管花色素苷含量百分比有所下降，但仍占有较高的比例，在5、6月份分别为11.05%和6.96%。因此，在5、6月份叶色没有明显返青现象，仍为暗紫红色。而“红赭”类型则花色素苷含量由3月份的31.24%降为6月份的4.40 %，接近对照(檵木)3月份的百分含量，叶绿素含量占优势，因而叶色出现明显的返青现象，由3月份的红色褪为暗绿色。

3 讨论 3.1 关于红檵木叶色出现返青现象的原因探讨

叶绿素、类胡萝卜素和花色素苷等色素都属于次生代谢物质(secondary plant substance), 它们的存在使植物的花、果实、叶片具有一定的色彩。叶绿素是植物体内含镁的卟啉化合物，它的合成完全是在前质体或叶绿体中进行的，原叶绿酸a转变为叶绿酸a的反应是一个依赖光的过程(曹宗巽, 1985)。本研究可以看到，随着温度升高和光照增强，叶绿素和类胡萝卜素的含量逐渐增加。而花色素苷的含量与叶绿素刚好相反，3月份气温较低，含量较高；5—6月份气温迅速升高，花色素苷的含量下降。这与李红秋等(1998)对紫叶李(Prunus cerasifera var. atropurpurea)、紫叶矮樱(Prunusⅹcistena)的研究结果相同。红檵木叶片的颜色是由叶绿素、类胡萝卜素及花色素苷等共同决定的。3月—4月，花色素苷的含量占优势，叶片呈现红色或紫红色；4月下旬—5月上旬，花色素苷逐渐分解，叶绿素的合成增加，叶片呈现暗红或暗紫色；5月下旬—6月上旬，“红赭”类型叶片中花色素苷的含量降至对照(檵木)水平，叶绿素的含量占优势，叶片几乎呈现绿色，出现明显的返青现象，但“紫红”和“紫黑”2个红檵木类型花色素苷仍维持在较高水平。因此，尽管此时叶绿素含量较高，叶片并没有完全转为绿色，仍为暗紫红色。

3.2 红檵木叶片中花色素苷含量的影响因素探讨

苯丙氨酸解氨酶(PAL)是植物苯丙酸类代谢途径中的一个关键酶(何奕昆等，1989)，对木质素、类黄酮物质(如花色素苷)的合成起调节作用。Wellman等(1976)研究发现花色素苷含量与PAL活性呈正相关，Constabel等(1971)则认为两者之间无正相关性。本研究结果表明红檵木叶片中花色素苷含量与PAL活性呈明显正相关，与Wellman等(1976)的结论相同。可溶性糖可能通过影响初生代谢途径使花色素苷累积不同(何奕昆等，1989)。红檵木“紫红”和“紫黑”2个类型与返青明显的“红赭”类型相比，其叶片中花色素苷含量和可溶性糖含量均要高，表明可溶性糖对红檵木叶片中花色素苷的累积有明显的促进作用，这与何奕昆等(1989)及翁才浩等(1990)的研究结果一致。花色素苷的变化受pH值、温度、氧化还原物质、酶等多种因素的影响(庞志中，2000)。各种花色素苷的区别主要在于分子中羟基的数目、羟基甲基化的程度、糖结合的数目和位置，以及结合于糖残基上芳香酸或脂肪酸的数目和性质。这些基团的位置和种类对花色素苷的稳定性有很大影响。糖苷的形成也影响花色素苷的稳定性。对红檵木叶片中花色素苷稳定性研究(唐前瑞，2003b)表明，pH值的升高和高温均能促进花色素苷的分解，试验中注意到叶片细胞液pH值在叶色由红转绿的初期逐渐增加，而后开始下降。因此，在红檵木栽培应用中，为防止叶色出现严重的返青现象，可在高温季节采取遮荫和喷水降温的措施，延缓叶片中花色素苷的降解。

3.3 关于不同类型红檵木的应用评价

红檵木由檵木突变产生至今，在内外因素的影响下已形成了不同的变异类型。根据不同类型叶色的变化特点在园林中分别进行应用。1)“紫红"类型叶小色红，节间短，分枝整密，适宜作盆景材料；2)“紫黑”类型叶片较大，叶为紫黑色，叶背紫红色，俗称“双面红”，高温返青不明显，宜作色叶树种用于园林绿化和大型的树桩、盆景材料，也可用于模纹花坛和绿篱；3)“红赭”类型的叶色随季节变化发生明显改变，且在高温季节叶色转绿，可用作普通园林绿化树种，表现叶色的季节性变化。